KR20060122557A - 반도체 제조 장치의 진공 척 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 반도체 제조 장치의 진공 척에 관한 것으로, 몸체, 상기 몸체의 상부면에서 링 형상으로 돌출되어 형성되는 복수의 지지부들, 복수의 상기 지지부들에 의해 나뉘어진 영역별로 형성되며, 각각의 상기 영역별로 연결되어 공기를 흡입하기 위해 상기 몸체 내부에 형성되는 복수의 진공라인들을 구비한다.
상기와 같은 구성된 진공척은 지지부의 상부면에 웨이퍼가 안착시 웨이퍼가 어느 하나의 지지부에 완전히 밀착되지 않아서 발생하는 배큠 에러(vacuum error)가 발생될 때, 웨이퍼가 진공 척에 클램프된 상태에서 공정을 마친 후에 진공 척의 배큠 에러를 조치할 수 있다.
진공 척(vacuum chuck), 반도체 제조 장치,

Description

반도체 제조 장치의 진공 척{vaccum chuck of semiconductor manufaturing equipment}
도 1은 종래 기술에 따른 개략적인 반도체 제조 장치의 진공 척 및 그에 따른 문제점을 설명하기 위한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조 장치의 진공 척을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 진공 척을 상부에서 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 진공 척의 작용을 설명하기 위한 단면도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *
W : 웨이퍼 240 : 지지돌기
200 : 진공 척(vaccum chuck) 250a, 250b : 진공 라인
210 : 몸체 260a, 260b : 센서
220a, 220b : 진공 홀 270a, 270b : 흡입부재
230a, 230b : 지지부
본 발명은 반도체 소자를 제조하는 반도체 제조 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체 제조 장치에서 웨이퍼를 진공 수단을 이용해서 안착시키는 진공 척(vaccum chuck)에 관한 것이다.
반도체 제조 장치에 있어서 진공 척(vaccum chuck)은 반도체 제조 공정을 진행하기 위하여 웨이퍼를 진공 압력으로 웨이퍼를 척의 상부면에 안착시키는 역할을 하는 장치이다. 반도체 제조 장치의 진공 척에서 웨이퍼를 안정적으로 안착시키는 것은 제조 공정의 원만한 진행과 웨이퍼의 양품을 결정하는 중요한 요인이 된다. 그리하여, 진공 척에서 웨이퍼가 안정적으로 안착되지 못하면 반도체 제품의 불량을 발생하고 작업시간의 지연을 초래하게 된다.
도 1은 종래 기술에 따른 반도체 제조 장치의 진공 척을 개략적으로 도시한 단면도이다. 도 1을 참조하면, 종래의 진공 척(100)은 몸체(110), 몸체(110)의 상부면에 형성되는 지지부(130), 몸체(110)의 내부에 형성되는 진공 라인(120), 진공 라인(120)에 연결되는 진공관(140), 그리고 진공관(140)에 결합되어 공기를 흡입하는 흡입부재(160), 진공관(140)에 위치하여 진공관(140) 내부의 진공 여부를 식별할 수 있는 센서(150)를 포함한다.
웨이퍼(W)는 지지부(130)의 상부면에 안착된다. 지지부(130)는 웨이퍼(W)와 진공 척(100) 사이에 형성된 진공이 외부로 새어나가지 않도록 하는 역할을 한다. 이 때, 지지부(130) 상에 파티클이 존재하거나 웨이퍼의 휨 현상 등으로 웨이퍼(W)가 지지부(130)에 완전히 밀착되지 않아서 외부의 공기가 진공 라인(120)로 유입되 면 진공 라인(120)에 연결된 진공관(150)에 위치하는 센서(150)가 이를 감지한다. 이를 배큠 에러(vacuum error)라고 한다.
배큠 에러(vacuum error)가 발생되면 반도체 제조 설비에 구비되는 컴퓨터(170)로 데이터가 전송되며, 컴퓨터(170)는 이를 알람(180)을 통해 작업자에게 전달하게 된다. 동시에, 진공 척이 구비되는 반도체 제조 설비는 중단된다. 이를 재가동하기 위해서는 진공 척(100)을 설비 밖으로 들어내서 웨이퍼를 제거 및 진공 척(100)의 상부면에 존재하는 파티클의 제거 등의 유지 보수 작업을 실시해야 한다.
그리하여, 배큠 에러(vacuum error) 현상이 발생되면 진공 척이 구비되는 장치의 가동이 중단되고 이를 해결하기 위해서는 진공 척이 위치하는 장치를 분리하여 진공 척을 들어내야 되므로 많은 시간이 소모되고 작업자에게 위험 부담이 큰 문제점이 있었다.
이에 본 발명은 상기한 종래 기술상의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 진공 척에 웨이퍼를 진공으로 안착시킬 때 웨이퍼가 진공 척에 완전히 밀착되지 않아 공기가 유입되어 발생하는 배큠 에러(vacuum error) 현상이 발생되더라고 설비가 중단되지 않은 채 웨이퍼를 클램프 시킨 상태에서 공정을 수행하고, 공정을 마치고 나오는 진공 척을 유지보수 할 수 있도록 제작된 진공 척을 제공함에 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 진공 척(vacuum chuck)은, 몸체(body), 몸체의 상부면에서 링 형상으로 돌출되어 형성되는 복수의 지지부(support member)들, 지지부들에 의해 구획된 몸체의 상부면 영역들 각각의 압력을 제어하기 위해 그 영역들과 연결되고, 상기 몸체에 형성되는 진공 라인(vacuum line)들, 진공 라인과 연결되는 진공관(vacuum tube)들을 구비한다.
복수의 지지부는 몸체의 상부면에서 그 중심이 동일한 환형으로 형성되어 몸체의 상부면을 구획한다.
진공 라인들은 복수의 지지부들에 의해 나뉘어진 영역 각각과 연결된다. 진공 라인은 몸체를 관통한다. 각각의 영역에는 복수의 진공라인들이 제공될 수 있다. 동일 영역에 형성되는 진공라인들은 하나로 연결되어 하나의 흡입부재에 의해 진공을 형성할 수 있다.
진공 라인은 몸체 외부에서 진공관으로 연장된다. 진공 관에는 공기를 흡입할 수 있는 흡입부재와 진공관 내부의 진공 여부를 감지할 수 있는 센서를 더 구비한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 반도체 제조 장치의 진공 척을 상세히 설명한다. 본 발명의 일 실시예는 반도체 제조 장치 중 스캔형 노광 장치에 구비되는 진공 척을 기본으로 하여 설명한다.
그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 의해 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이다.
(실시예)
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조 장치의 진공 척을 개략적으로 도시한 단면도이고 도 3은 도 2에 도시된 진공 척을 상부에서 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 2와 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조 장치의 진공 척(vacuum chuck)(200)은 몸체(body)(210), 지지부(support member)(230a, 230b), 지지 돌기(support protrusion)(240), 진공 라인(vacuum line)(220a, 220b), 진공관(vacuum tube)(250a, 250b), 센서(sensor)(260a, 260b), 흡입부재(suction member)(270a, 270b)를 구비한다.
지지부(230a, 230b)는 몸체(210)의 상부면에서 링 형태로 돌출되어 형성된다. 즉, 지지부(230a, 230b)는 척 몸체(210)의 상부면의 중심을 축으로 큰 지름으로 형성되는 지지부(230a)와 지지부(230a) 보다 작은 지름을 갖는 지지부(230b)로 나뉜다.
진공 척(200)의 상부면은 지지부(230a)와 지지부(230b) 사이를 A 구역으로, 지지부(230b)의 안쪽을 B 구역으로 나뉜다. 또한, 복수의 진공 라인들도 A 구역의 압력을 제어하기 위해 형성되는 진공 라인(220a)들과 B 구역에 위치하는 진공 라인(220b)들로 나뉘어 형성된다.
진공 라인(220a, 220b)은 영역별로 형성되고 몸체(210)를 관통하게 된다. 동일 영역에 형성되는 진공 라인(220a) 또는 (220b)들은 각각 영역별로 연결되어 하나의 라인으로 연결되도록 형성된다. 즉, A 구역과 B 구역에 나뉘어서 형성된 진공라인(220, 220b)들은 각각 다른 진공관(250a)와 진공관(250b)으로 연결될 수 있도록 몸체를 관통하기 전에 하나의 라인으로 연결되도록 A 구역에 형성된 진공 라인(220a)들은 진공관(250)(a)과 연결되고 B 구역에 형성된 진공 라인(220b)들은 진공관(250)(b)과 연결된다.
각각의 진공관(250a, 250b)에는 진공을 위해 공기를 흡입하는 흡입부재(270a, 270b)가 각각 결합되어 있다. 일반적으로 흡입부재(270a, 270b)는 공기를 흡입할 수 있는 펌프이다.
또한, 각각의 진공관(250a)와 진공관(250b)에는 내부의 진공 여부를 감지할 수 있는 센서(260a)와 센서(260b)가 각각 결합된다.
각각의 센서(260a)와 센서(260b)는 각각의 진공관(250a)와 진공관(250b)의 내부 진공 상태를 감지할 수 있다. 즉, 센서(260a)와 센서(260b)는 진공을 위해 각각의 흡입부재(270a)와 (270b)에서 공기를 흡입하게 된다. 이 때, 소정의 시간이 지난 후 공기의 흐름이 없을 때는 진공도가 일정 수준 이상으로 상승하게 되므로 진공 상태로 인식하게 되고, 공기가 유입되면 진공도가 떨어지므로 진공 상태가 되지 않은 것으로 인식하는 압력 센서이다.
웨이퍼(W)는 실질적으로 지지부(230a)와 (230b)의 상부면 및 지지돌기(240)의 상부면에 안착된다. 지지부(230a)와 지지부(230b)는 웨이퍼의 안착 기능과 함께 진공 척(200)과 웨이퍼(W) 간에 진공이 형성될 때 진공 상태가 새지 않도록 차단하는 역할을 한다.
상기와 같이 구성된 반도체 제조 장치의 진공 척은 다음과 같이 작용한다.
도 4는 도 2에 도시된 진공 척의 작용을 설명하기 위한 단면도이다. 도 4를 참조하여, 특정 공정이 진행되면 웨이퍼는 진공 척(200)의 상부면에 구비된 지지부(200a)와 지지부(200b)의 상부면, 그리고 지지돌기(240)의 상부면에 안착된다. 웨이퍼(W)가 안착되면 진공관(250a)와 진공관(250b)에 각각 결합되어지는 흡입부재(270a)와 흡입부재(270b)에서는 공기를 흡입하게 된다.
일반적으로 각각의 흡입부재(270a, 270b)는 펌프이다. 각각의 펌프가 공기를 흡입할 때는 A구역과 B구역의 진공도 세기는 같도록 펌프가 셋팅되지만 필요에 따라 차이를 둘 수도 있다.
구역별로 나뉘어진 진공 라인(220a)와 진공 라인(220b)에 연결되어지는 진공관(250a)와 진공관(250b)에 각각 결합되어 있는 흡입 부재(270a)와 흡입 부재(270b)에서 공기를 흡입하면 진공 척(200)과 웨이퍼(W)의 사이에는 각각의 구역별로 진공 상태가 일어난다.
이 때, 지지부(230a) 상에서 웨이퍼(W)의 밀착이 불량하면 웨이퍼(W)와 지지부(230a) 사이에 틈새가 생기게 되어 외부의 공기가 진공 척(200)에 구비된 진공 라인(220a)으로 유입된다. 진공 라인(220a)에 유입된 공기는 진공 라인(250a)을 따라 이동하게 된다. 그리하여 진공 라인(250a)에는 공기의 흐름이 발생하게 되어 이를 센서(260a)가 감지하게 된다. 이 현상을 배큠 에러(vacuum error) 현상이라고 한다. 배큠 에러(vacuum error)가 발생되면 진공 척이 구비되어 있는 반도체 제조 설비의 컴퓨터(280)로 데이터가 전송되며, 컴퓨터(280)는 이를 알람(290)을 통해 작업자에게 전달하게 된다.
여기서, 어느 하나의 영역에서 배큠 에러(vacuum error)현상이 발생되어도 웨이퍼(W)가 진공 척(200)에 안착된 상태로 공정을 마칠 수 있으므로 공정은 중지되지 않고 진행하게 된다. 즉, 웨이퍼(W)가 지지부(230a) 또는 (230b)의 상부면과 밀착되지 않아서 배큠 에러가 발생되더라고 웨이퍼(W)는 B구역의 진공 상태에 의해 지지부(230b) 상에 안착된 상태로 공정을 진행할 수 있게 되며, 작업자는 공정을 마치고 장비(도시되지 않음) 외부로 나오는 진공 척(200)의 유지보수를 수행하게 된다.
상술한 일 실시예에서는 지지부가 2개가 제공되어 몸체의 상부면에 영역이 2개가 되는 것을 예로 들어 설명하였다. 그러나, 필요에 따라 지지부의 수와 그에 따른 몸체 상부면의 영역의 수는 3개 이상으로 구비될 수 있음은 당연하다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 제조 장치의 진공 척은 웨이퍼가 진공 척에 안착할 때 웨이퍼가 진공 척에 완전히 밀착되지 않아서 일어나는 배큠 에러(vacuum error) 현상이 발생되더라도 공정이 중단되지 않고 웨이퍼가 클램프 된 상태로 배큠 에러를 작업자에게 보고한다. 그리하여, 작업자는 공정을 마친 후 장비 외부로 나오는 진공 척을 유지보수 할 수 있으므로 유지 보수 시간을 크게 단축함과 동시에 작업자의 유지 보수 부담을 크게 완화시켜 줄 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 진공 척에 있어서,
    몸체와;
    상기 몸체의 상부면에서 링 형상으로 돌출되며, 그 상부면에 웨이퍼가 안착되고, 웨이퍼의 안착시 서로 구획된 복수의 영역을 제공하는 복수의 지지부들과,
    상기 영역들 내에 압력을 각각 제어하기 위해 상기 영역들 각각에 연결되도록 상기 몸체 내에 형성되는 진공 라인들을 구비하는 것을 특징으로 하는 진공 척.
  2. 제 1항에 있어서,
    각각의 상기 영역 내에 진공도를 측정할 수 있는 센서를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 진공 척.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 진공 라인을 통해 공기를 강제 흡입하는 흡입부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 진공척.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 복수의 지지부들은 그 중심이 동일한 환형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 진공척.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 진공척은 노광장치에 구비되는 것을 특징으로 하는 진공척.
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